اثر فتوولتائیک

اثر فتوولتائیک

یکی از مهمترین فرایندها در جهان انرژی خورشیدی است اثر فتوولتائیک. این یک اثر فوتوالکتریک است که در آن جریان الکتریکی تولید می شود که از یک قطعه به قطعه دیگر ساخته شده از مواد مختلف منتقل می شود. این مواد در معرض نور خورشید یا تابش الکترومغناطیسی قرار دارند. این اثر در تولید انرژی الکتریکی از سلولهای فتوولتائیک صفحات خورشیدی اساسی است.

اگر می خواهید بدانید که صفحات خورشیدی چگونه کار می کنند و اثر فتوولتائیک چیست ، این پست شماست

اثر فتوولتائیک چیست؟

چگونه اثر فتوولتائیک تولید می شود

وقتی ما از یک صفحه خورشیدی برای بدست آوردن انرژی الکتریکی استفاده می کنیم ، چیزی که ما از آن استفاده می کنیم این است انرژی که ذرات تابش خورشید برای تبدیل آن به انرژی الکتریکی مفید برای خانه ما دارند. سلولهای فتوولتائیک دستگاههای نیمه هادی هستند که عمدتا از سیلیکون تشکیل شده اند. این سلول های فتوولتائیک دارای برخی ناخالصی ها از سایر عناصر شیمیایی هستند. با این حال ، سیلیکون سعی شده تا حد امکان لعنتی باشد.

سلول های فتوولتائیک قادر به تولید برق از جریان مستقیم با استفاده از انرژی حاصل از تابش خورشید هستند. مشکلی که در این نوع جریان وجود دارد این است که برای خانه استفاده نمی شود. برای استفاده از آن ، انرژی مداوم باید به انرژی متناوب تبدیل شود. این نیاز به اینورتر برق.

کاری که اثر فتوولتائیک انجام می دهد تولید آن انرژی الکتریکی از تابش خورشید است. این تابش به شکل گرما در می آید و به لطف این اثر به برق تبدیل می شود. برای این اتفاق ، سلولهای فتوولتائیک باید به طور سری در امتداد صفحات خورشیدی قرار بگیرند. این کار برای این انجام شده است که بتوانید یک ولتاژ مناسب دریافت کنید که امکان تولید برق را فراهم می کند.

بدیهی است که همه تابش های خورشیدی حاصل از جو به انرژی الکتریکی تبدیل نمی شوند. بخشی از آن با تأمل و بخشی دیگر با انتقال از بین می رود. یعنی یک قسمت به جو برگردانده می شود و قسمت دیگر توسط سلول منتقل می شود. میزان تابشی که قادر به تماس با سلولهای فتوولتائیک است ، باعث پرش الکترونها از یک لایه به لایه دیگر است. آن وقت است که یک جریان الکتریکی ایجاد می شود که قدرت آن متناسب با میزان تابشی است که در نهایت به سلول ها برخورد می کند.

ویژگی های اثر فتوولتائیک

اینورتر برق

این رمز و رازی است که صفحات خورشیدی حفظ می کنند. مطمئناً شما همیشه فکر نکرده اید که چگونه آنها می توانند از خورشید جریان الکتریکی ایجاد کنند. خوب ، این در مورد مشارکت مواد متعددی است که از عناصر رسانا تشکیل شده است. یکی از آنها سیلیکون است. این عنصری است که در واکنش به عملکرد الکتریسیته رفتار متفاوتی از خود نشان می دهد.

واکنشی که این مواد نیمه هادی دارند کاملاً به این بستگی دارد که آیا منبع انرژی قادر به تحریک آنها است یا خیر. یعنی الکترونها به حالت انرژی دیگری می روند. در این حالت ، منبعی داریم که قادر به تحریک این الکترون ها است ، یعنی تابش خورشید.

لحظه فوتون از آخرین مدار اتم سیلیکون با الکترون برخورد می کند ، اثر فتوولتائیک آغاز می شود. این برخورد باعث می شود الکترون از فوتون انرژی دریافت کند و می تواند هیجان زده شود. اگر انرژی که الکترون از فوتون به دست می آورد بیشتر از نیروی جذاب هسته اتم سیلیکون باشد ، با خروج الکترون از مدار روبرو خواهیم شد.

همه اینها اتم ها را آزاد می کند و می توانند از طریق تمام مواد نیمه هادی عبور کنند. وقتی این اتفاق می افتد ، سیلیکونی که به عنوان رسانایی عمل می کند ، تمام انرژی را به جایی که می تواند مفید باشد هدایت می کند. الکترونهایی که از بارها آزاد شده اند به اتمهای دیگری می روند که در آنها فضای آزاد وجود دارد. حرکت این الکترونها همان چیزی است که جریان بار نامیده می شود.

چگونه تولید می شود

اجزای صفحه خورشیدی

جریانهای شارژ با استفاده از مواد رسانا و ایجاد این اتفاق به روشی ثابت بدست می آیند تا یک میدان الکتریکی وجود داشته باشد که دارای قطبیت ثابت باشد. این نوع میدان الکتریکی است که شروع به فشار الکترونها به همه جهات برای گردش جریان الکتریکی می کند.

اگر انرژی الکترون تغذیه شده توسط فوتون بیش از جذب هسته اتم سیلیکون باشد ، آزاد خواهد بود. برای این اتفاق می افتد ، نیرویی که باید تأثیر فوتون بر الکترون داشته باشد حداقل 1,2 ولت است.

هر نوع ماده نیمه رسانا حداقل انرژی لازم برای آزادسازی الکترون از اتمهای خود را دارد. فوتون هایی هستند که طول موج کوتاه تری دارند و از اشعه ماوراlet بنفش حاصل می شوند. همانطور که می دانیم ، این فوتون ها مقدار زیادی انرژی موجود دارند. از طرف دیگر ، کسانی را پیدا می کنیم که طول موج آنها طولانی تر است ، بنابراین انرژی کمتری دارند. این فوتون ها در قسمت مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی قرار دارند.

حداقل انرژی مورد نیاز هر ماده نیمه هادی برای آزاد سازی الکترون ها به باند فرکانس بستگی دارد. این گروه آنها را از کسانی که در معرض اشعه ماورا بنفش قرار دارند تا رنگ های قابل مشاهده مرتبط می کند. در زیر آن ، آنها قادر به آزاد سازی الکترون نیستند ، بنابراین هیچ جریان الکتریکی وجود نخواهد داشت.

مشکل فوتون

پانل خورشیدی اثر فتوولتائیک

مرور مواد برای جداسازی الکترون ها تا حدودی پیچیده تر است. همه فوتون ها این کار را مستقیم انجام نمی دهند. این بدان دلیل است که برای عبور از مواد باید انرژی خود را از دست بدهند. اگر کسانی که در طولانی ترین ناحیه طول موج طیف الکترومغناطیسی هستند از قبل انرژی کمی داشته اند ، در نهایت در هنگام تماس با ماده آن را از دست می دهند. وقتی انرژی از بین می رود ، بعضی از فوتون ها با الکترون کمی برخورد می کنند و نمی توانند آنها را منحرف کنند. این تلفات اجتناب ناپذیر است و باعث می شود 100٪ استفاده از خورشید نباشد.

سایر تلفات انرژی هنگامی رخ می دهد که فوتون ها از تمام مواد عبور می کنند و برای جابجایی آن با هیچ الکترونی برخورد نمی کنند. این نیز یک مشکل اجتناب ناپذیر است.

امیدوارم این مقاله تأثیر فتوولتائیک را روشن کند.


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.